網路架構大概論1－ARPANet歷史與MAC、IP、DNS 概念篇

分封交換的好與壞

將資料切割成段，再經由未知的路徑傳播出去，直到目的地接收到之後，再將訊息重新組合成資料，這麼做相較於原始的線路交換，有以下3個優點。但相對於電話所採用的線路交換技術，分封交換也是有3個明顯的缺點：

優點：不需確認線路連結狀態

相信大家都有打電話的經驗，撥號、嘟聲、對方接起，這3步驟就是在確保線路是否暢通，若是線路不通就不會有嘟聲，對方忙碌就不會接起電話。

分封交換不須進行此步驟，將資料標明目的地之後，就將東西傳送出去。中間經過的路徑並不是我們所需要擔心的，只要資料送到即可；就像你的包裹中途經過幾個轉運站無所謂，只要送到對方手上就好。

優點：線路乘載量大

分封交換只在資料傳送時佔有線路資源，不像電話接通後，在掛斷前都必須佔有線路，使得每條線路可由多台裝置共用，線路的利用率急遽增加。

優點：多方交流

由於線路並不為某雙方所佔有，專用，所以能讓多台裝置在同一時間相互聯繫。

缺點：不具即時性

由於封包所經過的路徑無法掌握，加上無法確定線路資源，有可能較晚傳送的封包反而比較早傳送的封包還要快到達目的地，或者是根本到不了目的地，使得網路電話這一塊，市場接受度一直不是很高。

缺點：無保證頻寬

分封交換使得線路利用率提高，但卻無法保證每台裝置能得到的頻寬究竟有多少。

缺點：保密性差

迴路交換使用單一線路連結，保密性佳，而分封交換在某部分的網路架構以「廣播」的方式傳遞資料，保密性較差。

▲去年的倫敦奧運開幕典禮設計了1個橋段，由WWW發明人Tim  Berners-Lee發布推特資訊，利用觀眾席上安裝的LED顯示出來，Tim Berners-Lee寫的字句為「This  is  for  everyone」。（圖片擷取自維基百科）

ARPANet轉進TCP/IP

1969年，ARPANet以實驗性質誕生，草創的網路節點只有美國西部4個網路節點，包含加州大學洛杉磯分校、加州大學聖塔芭芭拉分校、史丹佛研究機構、猶他州大學。

與此同時，著名的電子郵件和FTP、Telnet也隨之誕生，現代網際網路的雛型已漸漸具備。從1969年之後開始，許多美國大學陸續加入ARPANet之中，而於1973年時，NORSAR（Norwegian Seismic Array）挪威地震陣列加入ARPANet中，成為第一個美國本土之外的網路節點，在跨海電纜還不普及的年代，以1顆跨大西洋衛星連結美國本土的ARPANet與NORSAR。1975年ARPANet正式移交給美國國防部通訊署管理，脫離實驗性質。

之後越來越多的節點加入ARPANet，使得原始的NCP協定無法負荷大量的節點，暴露出NCP的2大重要缺失：

各別主機無唯一位址：NCP指在解決2個電腦主機的通訊問題，而非一大群主機的通訊問題，隨著越來越多的電腦加入網路，NCP顯得越來越難用。

無糾錯機制：不像現在的TCP/IP系統，有著糾錯以及ACK封包的接收回應，NCP是相當赤裸地在網路上運輸，一旦發生傳輸錯誤，便會使得網路傳輸效率下降。

藉由NCP協定的缺點，引導下一世代TCP/IP出生，Robert Elliot Kah和Vinton Cerf並列為TCP/IP的共同發明者，其中最重要的概念就是以1個統一的網際網路協定，將不同網路協定包起來，送到網際網路上傳輸；TCP/IP也被稱為DoD（Department of Defense）國防部模型，至於為什麼就不用筆者多做解釋。

TCP/IP利用層層封包將資料包起來，將資料以及除錯、繞送，甚至是最底層的傳輸媒介皆分開來處理，讓同一份資料能夠在不同傳輸媒介上轉送（如電或微波），各層各司其職，最大化網際網路的相容性。TCP/IP在發展初期也歷經多次版本改革，在正式應用到ARPANet之前，共歷經4次的變化，變成我們所熟知的IPv4。

1983年開始，所有連結到ARPANet的電腦都必須使用TCP/IP網路協議，舊的NCP協議被完全廢止。也由於ARPANet日益龐大，分割成2個部分，一部分還是稱為ARPANet，供未來的學術研究用途；另一部分為MILNet，專供美國國防部使用。

NORSAR

挪威地震陣列，除了持續監控地震以及研究地震模型之外，更重要的一點就是監控核子武器的發展，找出地球上哪一地點正進行核子試爆，對於ARPANet的軍事用途來說，與其連接也是必然的結果。

Internet正式誕生

ARPANet的出現，關鍵仍是為了軍事利益，與普羅大眾的相關性較低，使得連結ARPANet的電腦均以軍事或是教育目的為大宗。後來的2個事件直接導致了網路的平民化和商業發展：BSD-Unix和NSFNet。

當年的個人電腦作業系統，可不像現在Windows、Mac、Linux三分天下的局面，各種作業系統蓬勃發展，其中以加州柏克萊大學改寫的BSD-Unix廣為學生所接受，DARPA（由ARPA改名而來）便贊助1項為BSD-Unix撰寫TCP/IP程式的開發項目，並與加州柏克萊大學合作把TCP/IP整合進BSD-Unix中。

另一方面NSF（National Science Foundation）國家科學基金會開始計畫架構超級電腦與高速網路架構，同時也獲得美國聯邦政府的經費補助。由於NSFNet網路為一般性質，民間企業只需繳納線路使用費，即可連接至NSFNet。加上ARPANet預算刪減，與NSFNet的骨幹網路速度較快的影響，1989年ARPANet正式退役，由NSFNet接手ARPANet的網路服務部分。

接著WWW（World Wide Web）在1991年被Tim Berners-Lee所制定出來，結合HyperText、TCP、DNS技術，將網路視覺化呈現，使用者不須擁有太多的電腦知識即可存取網路服務，更加快了網際網路的普及。回想過去，若非美國國防部將TCP/IP標準開放出來，以及WWW的無償使用，現今人類社會的溝通不會這麼方便。

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